Виробництво біорозкладних наносфер

Біорозкладані мікро- та наносфери можуть бути отримані в безперервному процесі, вільному від контакту та забруднення, який можна легко запускати в стерильних умовах.

Введення

Біорозкладні мікро- та наносфери (MS, NS), виготовлені з полі(лактид-когліколіду) (PLGA) або інших матеріалів, є надзвичайно ефективними системами доставки лікарських засобів та антигенів, що мають вроджений потенціал для цільової доставки лікарських засобів та антигенів. Сучасні методи виробництва PLGA NS є типовими періодичними процесами і мають труднощі з масштабуванням у стерильних умовах. У цій статті ми пропонуємо новий та елегантний метод виробництва наносфер PLGA у безперервному процесі, що не передбачає контакту та виключає забруднення, який можна легко реалізувати у стерильних умовах. Протягом усього виробничого процесу продукт перебуває у прямому контакті лише зі стерильними скляними та тефлоновими (Teflon®) трубками. Процес можна здійснювати в закритій системі, щоб запобігти будь-якому забрудненню навколишнього середовища.

Схема установки для беззабруднювального синтезу наночастинок із використанням безконтактної проточної комірки Dmini для ультразвукової обробки від компанії Hielscher

Метод ультразвукового безконтактного отримання наносфер

Наночастинки PLGA у співвідношенні 50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) було отримано за допомогою модифікованого процесу екстракції та випаровування розчинника. PLGA, розчинений у дихлорметані (2 або 5 %), диспергували у водному 0,5 % (мас./мас.) розчині ПВА за допомогою нової експериментальної установки, що включала безконтактну проточну ультразвукову комірку Dmini. Грубу дисперсію типу «масло у воді» (O/W) спочатку попередньо перемішували за допомогою магнітної мішалки, а потім гомогенізували в безконтактній ультразвуковій проточній камері Dmini (співвідношення витрат фаз «масло» та «вода» становило 1:8). Нанокраплі PLGA у розчиннику, що утворилися спочатку, поступово тверділи під час проходження по трубках, перетворюючись на наночастинки PLGA. Остаточне затвердіння частинок відбувалося у більшому об’ємі 0,5 % розчину ПВА.

Ультразвукова безконтактна проточна комірка Dmini для синтезу наночастинок без забруднення

Результатів

Наночастинки із середнім діаметром 485 нм були легко приготовлені з 2% розчину PLGA в ДКМ при потужності звуку 32 Вт (табл. 1). Розподіл розмірів був мономодальним з незначним хвостом (рис. 3А). Розміри наночастинок розширені від 175 до 755 нм відповідно до перцентиля 10 і 90%. Повторюваність виробничого процесу була стабільно високою, що відображалося лише в незначній варіативності середнього діаметра частинок. Опускання Таблиця 1. Середній діаметр наносфер PLGA50:50, отриманих за різних умов. Середнє значення двох партій ± абсолютне відхилення.[/caption]

Нарешті, більш гідрофільна PLGA була замінена на більш гідрофобну та нижчу молекулярну PLA без помітних змін у середньому розмірі частинок та розподілі розмірів. Відмінностей в морфології різних партій частинок, приготованих з 2% розчинів полімерів, не спостерігалося. Всі вони мали ідеально кулясті форми і гладкі поверхні (рис. 3Б). Частинки, виготовлені з 5% розчину PLGA, були, однак, менш сферичними, мали злегка зморшкувату поверхню і злиття двох або іноді більше частинок (рис. 3C).

3: Наночастинки PLGA. (A): Розподіл за розміром частинок, приготованих при концентрації полімеру / потужності звукового звуку 2% / 32 Вт, 5% / 32 Вт і 2 % / 25 Вт%; час перебування = 14 с. (В),(С): зображення СЕМ частинок, приготованих з 2 і 5% розчинів полімерів відповідно. Час перебування = 14 с; потужність звуку = 32 Вт. Бруски представляють собою 1 мкм.
(Дослідження та ілюстрації: © Freitas et al., 2006)

Обговорення та висновки

Було встановлено, що ультразвукова проточна комірка добре підходить для виробництва біорозкладних полімерних наносфер методом екстракції/випаровування з використанням емульсії та розчинника. Майбутні дослідження будуть спрямовані на масштабування процесу та збільшення потужності, щоб отримати ще більш дрібні емульсії. Крім того, буде досліджено придатність камери для отримання емульсій типу «вода в олії», наприклад, для подальшої переробки на мікросфери, наповнені лікарськими речовинами.

Література